把光转化为物质?我国科学家快要真的实现了

我们中国正处于激光和物质互相转化的科技突破边缘

实现这一点将表明物质和能量在任何方向上都可以互换,正如爱因斯坦声称的那样。


把光转化为物质?我国科学家快要真的实现了


核武器已经表明将物质转化为大量的热和光是可能的,但反过来,将热和光转化为物质就困难得多——但这正是我们中国和中国实验室所做的。

而据最近我们上海的极端光学研究团队的科学家表示,目前在开发的装置的激光,预期将足够强大,可以直接从太空真空中产生物质和反物质,使我们能够在实验室中观察到据称产生宇宙的相同过程。

如果达到极端光学研究团队实现了预期目标,这可能会开辟一个全新的物理学分支,称为核光子学。而且其中充满了仍然无法想象的技术潜力。

根据最新报告,我们国家自 2018 年以来,一直在上海进行研发的极端光学研究站,目前在制造强大的激光器的目标方面取得了重大进展:可以突破空间并创造物质。

其中最关键的Extreme Light Station (SEL) 是一种激光装置,旨在产生最大功率为 100 拍瓦 (PW) 的激光器(一拍瓦等于一千万亿瓦),这一目标有望在两年内实现。

报告称,一旦完成,这样的激光将成为地球上最强大的激光,其功率是世界上所有电网总和的 10000 倍,强度是太阳光的 10 万亿倍。

激光将强大到足以直接从太空真空中产生物质和反物质,使我们能够在陆地实验室中观察到据称产生宇宙的相同过程。

这项技术基于这样一个事实,真空永远不会真的是空的:它就像一个充满电子和正电子对(物质和反物质的粒子)的池塘。它们偶尔是会都存在的,尽管它们一形成就相互湮灭。

报道说,激光可以干预这一过程,并在物质和反物质粒子碰撞之前将它们分开。

然后你可以让它们都发出伽马射线并产生更多的电子和正电子。当这种新粒子和辐射获得足够的密度时,就可以检测到。


把光转化为物质?我国科学家快要真的实现了

我们的科学家可以用激光创造物质吗?这样的成就将证明爱因斯坦著名的质能方程


因此,激光将成功地创造出粒子和反粒子,就像它们凭空产生一样:它将证明光可以把物质和反物质的粒子从空的空间中拉出来,这种现象被称为 "打破真空"。

据报道,最初的想法是由两位美国物理学家格雷戈里-布莱特和约翰-惠勒在1934年写下的。

他们发现--非常罕见--两个光粒子,或光子,可以结合起来产生一个电子和它的反物质等同物--正电子。

电子是构成我们周围日常物体中的原子外壳的物质粒子。

但布赖特和惠勒并不期望他们的理论会很快得到证明。

在他们的研究中,这些物理学家指出,这个过程是如此的罕见和难以产生,以至于 "试图在实验室实验中观察这对形成是没有希望的"。

如果操作成功,将在地球上直接创造和测量真空的量子特性。

把光转化为物质?我国科学家快要真的实现了

重现我们这个宇宙的产生过程?

它还将表明,物质和能量在任何方向都是可以互换的,正如爱因斯坦在其著名的方程式中提出的那样。

"我们已经在原理上证明了你如何能够从光中制造出物质,","如果你做这个实验,你将会把光变成物质。" 英国科学家在《自然-光子学》杂志上曾撰文,描述了他们如何通过一些独立的步骤将光变成物质。

第一步是向一块金板发射电子,产生一束高能光子。

接下来,他们将高能激光发射到一个被称为 "hohlraum "的微小金囊中。

这时产生的光和恒星发出的光一样亮。

在最后阶段,他们将第一束光子送入hohlraum,在那里两股光子流发生碰撞。

科学家们的计算表明,该装置将具有足够高的能量,把光粒子挤压到一个足够小的体积中,以创造大约10万个电子-正电子对。

这个过程是第二次世界大战前提出的名为量子电动力学(QED)的理论中最壮观的预测之一:它清楚地表明光和物质是可以互换的。

但你想象的互换是实现用爆发的激光能量直接创造日常物品的机器,坦白说,到目前为止,这种情况只存在于科幻小说中。

我们的科学家预期目标是用激光制造肉眼看不见的亚原子粒子, 但俨然可以归为物质了。

一旦实现,已经是惊人的成就了。

最后,一想到我们认为没有联系的东西:物质和能量,粒子和光,事实上可以相互转换,你是否感慨宇宙的神奇?

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页面更新:2024-06-06

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